Главная » Hi-Tech » Открыт новый вид фотосинтеза

Открыт новый вид фотосинтеза

Также, возможно, нам придется пересмотреть подходы к поиску инопланетной жизни и созданию более эффективных сельскохозяйственных культур. Похоже, нам придется смириться с новым представлением об основном механизме фотосинтеза и переписать учебники по биологии. Работа на эту тему была опубликована в Science в пятницу, 15 июня. Дело в том, что ученые обнаружили новый вид фотосинтеза. Его нашли у широкого ряда цианобактерий (сине-зеленых водорослей), который растут в ближнем инфракрасном свете, в затененных условиях бактериальных матов в Йеллоустоуне и на каменных пляжах в Австралии. Подавляющее большинство жизни на Земле использует видимый красный свет в процессе фотосинтеза, однако новый тип использует ближний инфракрасный свет.

Как выяснили ученые Имперского колледжа Лондона, это также происходит в шкафу с инфракрасными светодиодами.

Фотосинтез за красным пределом

Хлорофилл a поглощает свет таким образом, что только энергия красного света может использоваться для фотосинтеза. Обычный, почти универсальный тип фотосинтеза использует зеленый пигмент хлорофилл a, как для сбор света, так и для использования его энергии для производства полезных биохимических веществ и кислорода.

Красный предел используется в астробиологии — по нему ученые оценивают, могла ли комплексная жизнь развиться на планетах в других солнечных системах. Поскольку хлорофилл a присутствует во всех растениях, водорослях и цианобактериях, которые мы знаем, считалось, что энергия красного света устанавливает «красный предел» для фотосинтеза, в отношении минимального количества энергии, необходимой для выполнения сложной химии, которая производит кислород.

Однако, когда некоторых цианобактерий выращивали под ближним инфракрасным светом, стандартные системы, содержащие хлорофилл a, отключались и давали пространство для работы другим системам, содержащим другой тип хлорофилла — хлорофилл f.

Новое исследование показало, что в затененных условиях в фотосинтез включается хлорофилл f, использующий низкоэнергетический инфракрасный свет для сложных химических реакций. До нынешнего дня считалось, что хлорофилл f только собирает свет. Это фотосинтез «за красным пределом».

Колония Chroococcidiopsis-подобных клеток. Фотосинтез на хлорофилле a протекает в фиолетовых участках, на хлорофилле f — в желтых.

Также мы пересмотрели ключевые события в сердце обычного фотосинтеза. Ведущий автор работы профессор Билл Резерфорд с факультета наук о жизни в Имперском колледже говорит следующее: «Новая форма фотосинтеза заставила нас переосмыслить то, что мы считали стандартом. Придется переписывать учебники».

Предотвращение повреждения светом

Но поскольку это происходит только у одного вида с очень специфической средой обитания, его считали исключением. Цианобактерия Acaryochloris уже давно известна тем, что осуществляет фотосинтез за красным пределом. Acaryochloris живет под зелеными морскими асцидиями и почти не получает света.

Однако он используется только в особых затененных условиях, богатых инфракрасным светом; в обычных условиях освещения используется обычная красная форма фотосинтеза. Фотосинтез на основе хлорофилла f, о котором сообщили на прошлой неделе, представляет собой широко распространенный третий вид фотосинтеза.

Считалось, что световые повреждения будут более серьезными за красным пределом, однако новое исследование показало, что это не проблема для стабильных затененных условий.

Проливает свет на использование энергии света и механизмы, которые защищают системы от световых повреждений». Андреа Фантуцци, один из авторов работы, считает, что «обнаружение вида фотосинтеза, который работает за красным пределом, меняет наше понимание энергетических требований к фотосинтезу.

Узнав, как эти цианобактерии защищают себя от повреждений, вызванных изменениями яркости света, мы сможем воплотить эти механизмы в обычных сельскохозяйственных растениях. Такие выводы будут полезными для ученых, которые пытаются создать биоинженерные культуры, которые смогут осуществлять более эффективный фотосинтез, используя более широкий диапазон длин волн света.

Удивительно, сколько еще всего в природе ожидает своего обнаружения». Доктор Деннис Нюрнберг, первый автор и инициатор исследования, сказал следующее: «Я не ожидал, что мой интерес к цианобактериям и их разнообразному образу жизни приведет к серьезным изменениям нашего понимания фотосинтеза.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Faraday Future нашла деньги, но все равно не выпустит «убийцу Tesla». Почему?

Компания создаст совместное предприятие с игровой корпорацией The9, которая и станет ее главным инвестором. Китайский производитель автомобилей Faraday Future, которого до недавнего времени считали главным конкурентом Tesla Илона Маска, все же смог найти нового партнера для производства электромобилей. Несмотря на ...

Сон — очень сложный процесс, состоящий из 19 фаз

Эти выводы были сделаны учеными в ходе изучения мозговых волн при помощи электроэнцефалографии, но благодаря магнитно-резонансной томографии ученым удалось выявить еще  19 фаз, которые не были зафиксированы ранее. Примерно с 1930-х годов известно, что сон делится на четыре фазы: три ...